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Web Log Teil 226: 11.5.2011 - 16.5.2011

Dienstag den 11.5.2011:  Die Geschichte der Space Shuttles Teil 2

Im Januar 1986 schien es, als würden die Shuttles endlich die Versprechungen erfüllen, die man an sie hatte. In den letzten Jahren war die Startrate laufend angestiegen, immer mehr kommerzielle Aufträge wurden durchgeführt. 1986 sollte eine zweite Startrampe in Vandenberg für militärische und sonnensynchrone Missionen eingeweiht werden, zahlrieche militärische und wissenschaftliche Missionen warteten auf ihren Start, dazu kamen kommerzielle Transporte, z.B. die der Intelsat VI Serie. 13 bis 16 Missionen waren für 1986 geplant, In den nächsten Jahren sollte die Zahl der Missionen auf 20 bis 24 ansteigen.

Da explodierte die Challenger am 28.1.1986 nach 72 s. Was in der Folge bekannt wurde, war katastrophal. Es war nicht nur die Ursache der Explosion, die praktisch am gleichen Tag feststand, nachdem wenige Stunden vor dem Start die Techniker von Thiokol gegen den Start votierten. Es war wie die NASA bisher das Shuttle Programm gemanagt hatte. Nicht nur, dass man Thiokol unter Druck setzte, eine Startfreigabe zu erteilen (wörtliches Zitat des NASA-Verantwortlichen "Thiokol, wann wollt ihr dass wir Starten - im Juli?"), sondern auch wie insgesamt das gesamte Management verlief.

Das Problem des Ringes, der bei tiefen Temperaturen nicht elastisch genug ist, war z.B. bekannt. Bei mehreren Missionen vorher war der Ring angekohlt worden, und bei einer sogar der primäre Ring durchgebrannt. Es wurde ignoriert. Das gesamte Shuttleprogramm, das befand eine Untersuchungskommission, opferte Sicherheit zugunsten einer hohen Flugrate. So gab es bei praktisch jedem der vorrangegangenen Flüge Probleme, teilweise kleine, teilweise gravierende, wie der Abbruch eines Fluges, Ausfall eines Haupttriebwerks bei einem anderen oder der Brandt von Hydrazin bei der Landung. Dies alles zeigte auf, dass die Shuttles nach 25 Flügen kein eingeführtes Gefährt waren, viele Systeme überprüft oder verbessert werden mussten. Doch die NASA reagierte anders. Gab es Probleme mit einem System bei einem Orbiter vor dem Start, so wurde dieser nicht verschoben und das Problem gelöst, sondern das Bauteil aus einem anderen Orbiter, der gerade überholt wurde, ausgebaut und den anderen eingebaut. Die Ingenieure hatten sogar einen eigenen Ausdruck dafür erfunden "kannibalisieren".

Die Folgen waren weitreichend. Es ergab nun die Revision des Programmes, dass die Raumfähren nur noch ein Verlustrisiko für die Besatzung von 1:27 aufwiesen - schlechter als die meisten Trägerraketen. Es reichte nicht nur, die Problemstelle bei den Boostern zu beseitigen. Das gesamte Programm musste untersucht und die Sicherheit erhöht werden. Es erschien nun nicht mehr vertretbar, dass die Raumfähren für rein kommerzielle Einsätze starten und auch der Transport von wissenschaftlichen Nutzlasten sollte auf die beschränkt waren die nicht auf eine Trägerrakete ausweichen können.

Nach zweieinhalb Jahren startete erneut eine Raumfähre. Die ersten Flüge beförderten Raumsonden und das Hubble Teleskop ins All die seit Jahren auf einen Start warteten, doch bald nahm das Interesse ab, denn nun gab es wie angekündigt nur noch Missionen, die bemannt sein mussten. Meistens Flüge mit dem Spacelab oder andere Forschungsmissionen. Das Interesse der Öffentlichkeit an den Starts nahm ab, und auch die NASA lies alle Pläne das System weiterzuentwickeln fallen. In den neunziger Jahren gab es eine Renovierung der Flotte, vor allem um die Wartungskosten zu senken. So wurde die Zahl der Hitzeschutzkacheln gesenkt, die Shuttles erhielten ein neues Cockpit, die Haupttriebwerke wurden in mehreren Phasen durch zuverlässige Varianten ersetzt. Frühere Pläne für höheren Schub, leistungsfähigere Booster etc. also Maßnahmen die vor allem die Nutzlast steigerten wurden begraben. So gab es die Pläne für den leichteren externen Tank schon seit Beginn der Testflüge, doch eingeführt wurde er erst als die ISS aufgebaut wurde und ohne den 3 t leichteren Tank dies nicht möglich gewesen wäre.

Trotzdem konnten die Investitionen in Sicherheit und die Externalisierung der Wartung die Flugkosten der Flotte senken. Als dann 1993 das Shuttle-Mir Programm begann, war es, obwohl es die NASA viel Geld kostete propagandistisch ein voller Erfolg. Die Shuttles wurden der Öffentlichkeit als die Rettung der Mir gepriesen. Sie brachten Versorgungsgüter zur russischen Raumstation, im Austausch durfte ein Amerikaner sich an Bord der Station aufhalten. Langezeitmissionen waren nicht mit den Shuttles möglich.

Damit bekam auch ein anderes Projekt, das einer US-Raumstation, endlich die politische Unterstützung. Seit 1984 planten die USA die Station, sie war dem Kongress aber immer zu teuer. Nun, zusammen mit Russland bekam die NASA die Mittel, weil nun eine internationale Raumstation auch in die politische Landschaft passte. Sie bestimmte das Shuttle zum alleinigen Beförderungsmittel für die Elemente und bot es auch den internationalen Partnern an, eine Offerte, die Japan und Europa gerne annahmen.

Ursprünglich für den Aufbau und die Versorgung einer Raumstation entworfen, schien es als hätte nun endlich die Fähre ihre Bestimmung gefunden und die NASA arbeitete nun sogar wieder an Verbesserungen der Triebwerke oder Plänen für verlängerte Booster um die Nutzlast zu erhöhen, denn es zeigte sich bald, dass die Fähren mit dem Ausbauplan überfordert waren, obwohl es nun praktisch keine anderen Missionen mehr gab. Doch bei der vorletzten Nicht-ISS Mission schlug erneut das Schicksal zu....

Mittwoch den 12.5.2011: Die Geschichte der Space Shuttles Teil 3

Bei der vorletzten Mission der Raumfähren, die nicht zur ISS führte, ereignete sich die zweite Tragödie in dem Shuttleprogramm. Beim Wiedereintritt der Columbia verglühte diese durch ein Loch, das ein abgefallenes Stück Schaumstoff beim Start in die Flügelkante gerissen hatte. Was dieses von dem Verlust der Challenger, 17 Jahre früher unterscheidet, war, dass die Ursache in der Konzeption des Gefährts lag. Waren es bei der Challenger Versäumnisse gewesen, so lenkte die Beschädigung der Columbia durch herunterfliegenden Schaumstoff die Aufmerksamkeit auf die Tatsache, dass die Raumfähren inhärent unsicherer sind als eine Kapsel. Sie sitzen auf dem Tank, bei dem immer Schaumstoffteile abgelöst werden. Sie müssen bem Wiedereintritt aktiv stabilisiert werden. Sie sind nicht so massiv gebaut wie Kapseln. Dementsprechend ratlos war die NASA. Sie konnte zwar in den Flugpause von zwei Jahren die Isolation der Tanks verbessern, mehr Kameras mitführen um eine Beschädigung festzustellen und Pläne ausarbeiten um eine Reparatur um Weltall durchzuführen, aber das Grundproblem das eine Beschädigung möglich ist, konnte nicht gelöst werden. Wie nach Challenger wurde nun das Verlustrisiko, das man vorher auf 1:300 schätzte nun auf einen höheren Wert eingeschätzt: 1:60 bei Nicht-ISS Missionen und 1:80 bei ISS Missionen (wegen der Möglichkeit dort auf Rettung zu warten).

Das führte zum Beschluss die Raumfähren endgültig auszumustern. Sie sollten noch die ISS fertigstellen und dann ins Museum wandern. Hätte man sie sofort aufgegeben, so wäre auch die Raumstation verloren gewesen. Sie war auf die Shuttles als Versorger angewiesen. Als die folgenden Flüge ereignislos verliefen wurde auch die letzte Servicemission für das Hubble Weltraumteleskop genehmigt, die vorher als zu riskant galt, weil die Besatzung bei einer Beschädigung nicht an Bord der ISS verbleiben kann. Seitdem muss auch immer eine Raumfähre für eine Rettungsmission zur Verfügung stehen. Alle geplanten Erweiterungen, wie die Steigerung der Zuverlässigkeit der Triebwerk oder der Einsatz von Boostern mit fünf anstatt vier Segmenten wurden gestrichen.

Der Ausstieg, der 2009/10 stattfinden sollte, verzögerte sich seitdem. Nicht nur das nun kleinste Probleme zum Verschieben von Startterminen führten, kam auch der Wunsch auf die noch verbliebenen Tanks zu nutzen um weitere Flüge durchzuführen, auch weil die Kommerziellen Versorgungsflüge der US-Seite sich nun schon um zwei Jahre verzögert haben und so weitere Shuttle Flüge Reserveteile zur ISS bringen sollen. Möglich wären zwei weitere Flüge gewesen (so viele externe Tanks stehen zur Verfügung), davon wird einer durchgeführt werden.

Das leitet einen zur Bilanz über. Was blieb von 30 Jahren Shuttles übrig? Die Flugrate betrug nach der Challenger maximal 8 pro Jahr. Gemittelt über die 30 Jahre Einsatzzeit sind es gerade mal 4,4 Flüge pro Jahr. Vom konkurrenzlos preiswerten Transporter blieb nicht viel übrig. Der Grund dafür sind die Fixkosten. Das überrascht nicht, machten sie schon bei den früheren bemannten Programmen den Löwenanteil der Startkosten aus. So rechnete die NASA vor, als die Rufe nach einem neuen Start laut wurden, das eine Verlängerung des Programms um 1 Monat rund 200 Millionen Dollar kostet. Demgegenüber sind die Flüge relativ preiswert. Vor dem Verlust der Columbia wurden 83 Millionen Dollar Missionskosten genannt. Erstaunlicherweise wird es aber nun nicht billiger werden. Denn sowohl der Mannschaftstransport mit russischen oder amerikanischen Raumschiffen, wie auch Wegwerftransporter kosten Geld. Das Shuttle war immer teurer, solange es Nutzlasten transportierte, die man auch unbemannt hätte starten können. Doch die Rechnung sieht anders aus, wenn pro Transport auch noch ein Mannschaftstransporter anfällt und dessen Nettofracht nur ein Drittel der Startmasse beträgt.

Insgesamt kostete das Space Shuttle Programm 128 Milliarden Dollar, inflationskorrigiert (auf das Jahr 2000) sind es 155 Milliarden Dollar oder rund 590 Millionen Dollar pro Start, Entwicklungskosten, Upgrades und Sicherheitsnachbesserungen mit eingeschlossen.

Buch Nummer 8 - Skylab

Gestern habe ich die Arbeit an dem Buchblock meines bisher umfangreichsten Werkes über die bemannte Raumfahrt abgeschlossen. 336 Seiten sind es geworden, weniger als ich dachte, doch dazu noch mehr. Ich denke ich werde in den nächsten Tagen die Druckfreigabe abschließen, so dass es in etwa zwei Wochen für 29,90 in den Handel kommt.

Meine beiden Korrekturleser und Michel Van, der es fachlich gegengelesen hat, finden, das es ei gutes Buch ist und ich denke ich habe ein ausgewogenes Buch geschrieben - die beiden anderen neueren Werke (Homesteading Sapce von Hickham und Skylab von Shayler) sind vor allem auf die Besatzungen fokussiert. Diese nehmen auch bei mir Raum ein, jedoch liegt bei mir auch der Fokus auf der Raumstation, die bei beiden Büchern zu kurz kommt und den Experimenten, die sogar dort völlig unter den Tisch fallen. Wer meinen Background und bisherige Bücher kennt, den wird das wohl nicht überraschen. Ich persönlich meine, dass es damit das kompletteste Buch über Skylab ist. In anderen steht mehr von den Erlebnissen der Besatzung, aber wenn man nur ein Buch über das Projekt kaufen will, dann führt sicher kein Weg an diesem vorbei.

Damit geht auch das zweitlängste Projekt zu Ende, denn angefangen mit dem Buch habe ich vor einem Jahr. Bei der bemannten Raumfahrt bleibt nun noch das Mercury Projekt übrig.

Warum ich doch nicht ganz 100% mit dem Buch zufrieden bin, liegt am Layout. Ich lese gerade "Exoplaneten" von Sven Piper. Wir sind vor einigen Wochen in Kontakt gekommen, als er mir das Buch vorstellte. Er ist auch Jungautor und konnte den renommierten Springer Verlag für das Buch gewinnen. Er fand auch, dass das Gemini Programm durchaus verbesserungsfähig im Layout ist. Nun ja, der Nachteil von BOD ist das ich auch das machen muss. Ich gebe zu, das Buch von Piper sieht besser aus. Es gibt großzügige Ränder, es wirkt ordentlicher. Auf der anderen Seite kenne ich auch die Einschränkungen. Ein Layout Programme habe ich nicht, alles entsteht mit Openoffice. Schwerwiegender ist aber, dass ich sehr viele Bilder einzubinden habe. Das war das Handicap. Es gibt von Skylab nur wenige gute, hochauflösende Aufnahmen. Die meisten haben maximal 720 x 540 Punkte und sind offensichtlich schon mal gedruckte wieder eingescannte Vorlagen. Ich habe mich nicht getraut die allzu groß aufzuziehen und anstatt dann großzügig Platz frei zu lassen, fließt bei mir eben der Text herum. Wahrscheinlich stehe aber ich selbst einem schönen Layout im Wege. Ich bin ehrlich: ich bin Schwabe. Wenn ich ne halbe Seite leeren Platz sehe, kommt eine Abbildung rein. Ich habe zig mal die Schriften durchprobiert und neu formatiert. Was nützt eine schönere Schrift, wenn das Manuskript dann gleich mal 60 Seiten länger ist? Am Schluss war es eben doch die platzsparende aber langweilige Garamond. Im Endeffekt belegen die 167 Abbildungen so nur 22 Seiten mehr, als der Text ohne sie umfasste, weil ich sie zumeist dort platzierte wo noch Platz war oder ein neues Kapitel begann.

Ich sollte wohl nur Autor bleiben und das Layout Profis überlassen, was aber die Abkehr von BOD bedeuten würde. Da ist es nur finanzierbar, wenn man es selbst macht und vor allem ist es ja so, dass man selbst Umfang und Preis festlegt und damit auch die eigene Gewinnspanne - 60 Seiten mehr bekommt man leicht bei großzügigeren Rändern und Zeilenabstand hin - machen da schon 26% weniger Verdienst aus oder das Buch ist um 20% teurer. Aber ich nehme es mir für das nächste Buch vor. Das Manuskript "Computergeschichten" ist ja schon etwas großzügiger und vielleicht gehe ich da auch nochmals drüber. Aber so richtig wie vom Profi wird es wohl nie werden.

Immer wieder denke ich mal nach, einen echten Verlag zu bemühen. Aber ich kenne mich gut genug: wenn an etwas mein Herz hängt, dann möchte ich mir das nicht von Lektoren und Kritikern zerpflücken lassen. Ich bin immer noch verärgert über die Rezension der DLR, was praktisch dazu geführt habe, dass ich seitdem die Medien nicht mehr um eine Rezension gebeten habe. So mag ich vielleicht nicht die Massen erreichen, aber ich denke der typische Käufer meiner Bücher ist vor allem an Fakten interessiert oder wie Markwort sagte "Fakten, Fakten, Fakten und immer an die Leser denken....".

Sonntag 15.5.2011: Dragon

Stellen Sie sich mal vor, sie gehen in ein Geschäft und wollen ein Fahrrad kaufen. Sie brauchen es, um ihr Auto in Rente zu schicken und wollen damit alle Einkäufe transportieren. Also sagen Sie zum Verkäufer "Ich brauche ein City Rad, bei dem man schnell aufsteigen kann und das vor allem viel Gepäck transportieren kann, mit einem stabilen Gepäckträger und vorne mit einem Einkaufskorb."

Der Verkäufer sagt: "So was haben wir nicht. Aber hier haben wir ein Cross-Terrain Bike. Da können sie einen kleinen, nicht zu schweren Korb auf dem Gepäckträger festschnallen. Aber sie kommen mit dem überall hin und können nicht nur in der Stadt fahren und notfalls können auf dem Bananensattel auch zwei fahren".

Was machen Sie kaufen sie das Ding? Nun sie sehen in welcher Lage die NASA derzeit ist`, wenn sie die Dragon als Frachter bucht. Aber vielleicht fange ich mal an, mit dem was die Dragon für die NASA leisten muss (wichtig für die NASA und nicht für SpaceX). Die NASA weiß seit 2005, dass sie die Space Shuttle ausmustern muss und hat sich darauf vorbereitet. Die Shuttles hätten viermal pro Jahr eine neue Besatzung zur ISS gebracht und jeder Flug hätte auch noch bis zu 15 t Nutzlast mitführen können. Selbst wenn man diese nicht vollständig ausnutzt, ist klar, dass hier eine riesige Lücke klafft. So optimierte die NASA zusammen mit den Partnern den Verbrauch. Die ISS bekam ein neues Lebenserhaltungssystem, dass 90% anstatt 63% des Wassers rückgewinnt und aus Wasser und Kohlendioxid wird nun Sauerstoff gewonnen. ATV-02, "Johannes Kepler" wird die ISS um 40 km anheben - solange die Space Shuttles sie anflogen, war dies nicht sinnvoll, da die Nutzlast bei 40 km Höhenunterschied um rund 2 t absinkt. All diese Maßnahmen senken den Bedarf an Wasser, Sauerstoff und Treibstoff - Johannes Kepler führt zum Beispiel gar kein Wasser zur ISS. Damit können Progress und ATV mehr Fracht im Druckmodul zur ISS bringen.

Der Shuttle hätte vor allem Fracht in einem MPLM transportiert, also unter Druck. Das sind Lebensmittel, Gerätschaften, Ersatzteile für den Innenteil der Station, Bekleidung, Experimente, in Grenzen auch Wasser in Kanistern. Dazu kam die Fähigkeit mittels Paletten sogenannte ORU's (Orbital Replacement Units) an der Außenseite der Station zu platzieren. Das sind sperrige Ersatzteile für die Außenmontage. Der Bedarf an diesen ist jedoch deutlich kleiner, das zeigte sich schon bei den bisherigen Versorgungsflügen.

Nun gibt es aber ein kleines Problem - es zeigte sich, dass diese Fracht recht voluminös ist. Sie kennen das vielleicht vom Einkauf. Wenn sie nicht gerade nur Getränke kaufen und mal das Volumen der Einkaufstüte im Verhältnis zum Gewicht setzen, dann stellt sich raus, dass das Volumen viel größer ist als der Inhalt, die Dichte also gering.

Die ESA berichtet im ESA Bulletin 143 darüber, das die Dichte von Fracht im Druckmodul nur bei 250 kg/m³ liegt, anstatt 500 kg/m³ wie bei den Planungen und den Bemühungen nun mehr Fracht mitzuführen indem man z.B. an der hinten Wand und dem konusförmigen Vorderteil weitere Frachtbehälter anzubringen. Das ATV ist besonders betroffen, weil es nach den ursprünglichen Planungen rund 5,5 t Treibstoff und 800 kg Wasser pro Flug transportieren musste und nun der Bedarf an diesen Gütern stark gesunken ist, aber in den Frachtbehälter ohne Änderung gar nicht so viel Fracht rein passen würde, wie man transportieren könnte. Auch das zweite HTV wurde angepasst um die Frachtmenge zu erhöhen.

Diese Erkenntnis hat sich noch nicht zu SpaceX herumgesprochen. Die Reklame für die Dragon ist beeindruckend. Sie kann auf dem Land landen, sie kann auch Fracht zur Erde zurückbringen. Sie soll bemannt eingesetzt werden können und wäre auch für die Landung auf anderen Himmelskörpern geeignet. Kurzum, die eierlegende Wollmilchssau.

Die hohe Frachtangabe von 6 t machte lange Zeit keinen Sinn, da die Falcon 9 bis zum April dieses Jahres anfangs 6,8 t Nutzlast transportieren sollte und später 9,8 t. Da die Dragon leer 4,9 t wiegt und dazu noch 1,23 t Treibstoff kommen, (Quelle) war sie zu schwer für die Falcon 9 bei 6 t Fracht. Daraus konnte man bei dem Block II Design von maximal 3,67 t Fracht ausgehen. Nun mit der Nutzlasterhöhung auf 16 t bei der Falcon 9 rücken die 6 t sogar in den Bereich des möglichen.

wer mich kennt was nun was jetzt kommt:

Aber...

Aber die Dragon entspricht nur bedingt dem, was der Kunde NASA wünscht. Die Dragon kann nach COTS Presskit 3.310 kg in der Kapsel und die gleiche Menge in einem Zylinder, dann ohne Druckausgleich, befördern. Der Bedarf für die letzte Fracht ist klein. Die meisten Space Shuttle Flüge die reine Versorgungstransporte waren, hatten Druckmodule an Bord. Von den 3.310 kg geht auf jeden Fall noch das Gewicht einer Palette ab, deren leichteste die Expresspalette 1.350 kg wiegt. Der Shuttle wird in den letzten Flügen sehr viele ORU's zur Station bringen. Ich denke vielleicht 1-2 Transporte wird dann noch pro Jahr weitere ORU's bringen. Schon wegen des Aufwands beim Ersetzen (Raumspaziergang) sind die meisten Systeme so konzipiert, dass sie möglichst wenige ORU's brauchen. Für mechanische Verschleißteile geht es aber nicht ohne.

Bleibt also noch die Fracht im Druckmodul (wir sind schon auf 3.310 kg pro Flug gesunken). Hier schlägt das erwähnte Dichteproblem zu. Anbei mal die Volumina in den Frachträumen einiger anderer Transporter und die beförderte Fracht:

Transporter Gesamtes Innenvolumen maximale Frachtmenge Dichte
ATV 46,5 m³, 16 m³ für Fracht 5,5 t 0,118
HTV 14 m³ für Fracht 4,5 t 0,321
Shuttle MPLM 70 m³, 39 m² für Fracht 9,1 t 0,13
Cygnus 18,9 m³ 2,3 t 0,121
Dragon 6,8 m³ 3,31 t 0,486

Wenn ich mal von dem HTV absehe, von dem ich nur das Volumen für die Fracht habe (bei gleichen Verhältnissen wie beim ATV sollte das Gesamtvolumen bei ca. 40 m³ liegen, was dann auch einen Quotienten von 0,113 ergibt) liegen alle anderen Transporter bei 0,118 bis 0,13 kg/l. Logisch - denn die Fracht weist ja wie wir nun dank obiger ESA Quelle wissen, ein Volumen von 0,25 kg/l auf und es gibt ja noch etwas leervolumen zwischen den Racks, die Behälter sind zylinderförmig und selbst wenn man bis zur Mitte packen würde, (was etwas schwierig wird), kann man Racks schlecht in gekrümmte Wände einbauen.

Nur die Dragon liegt viermal höher. Da ich aber nicht glaube, dass die Dragon nun besondere Fracht transportieren wird, die eine besonders hohe Dichte hat, ist es auch nichts mit der hohen Nutzlast. Und es gibt auch zwei Dinge die dafür sprechen. Erstens: SpaceX muss 20 t in 12 Flügen transportieren, also rund 1.666 kg pro Flug und nicht 6.610 kg. Warum sollte die Firma darauf eingehen, wenn sie doch die gleiche Fracht in drei Flügen transportieren könnte?

Das zweite ist, dass ich für die Dragon auch ein Innenvolumen von 10 m³ bei SpaceX finde (obige Angabe ist von der NASA). Das lässt den Schluss zu dass 6,8 m³ das nutzbare Frachtvolumen und 10 m³ das Gesamtvolumen sind (immer noch zweimal kleiner als bei der Cygnus mit nur 2,3 t Fracht). Was erhalten sie aber, wenn sie 6,8 m³ mit der mittleren Frachtdichte von 240 kg/m³ multiplizieren - genau 1.700 kg, also die in den CRS Verträgen vereinbarte Menge.

Es bleibt wie bei der Falcon Heavy - toll wenn man so viel Fracht transportieren kann, dumm nur, dass das Volumen dafür nicht ausreicht. Auch die Falcon Heavy ist zu groß für alle bekannten Nutzlasten. Eben am Bedarf vorbeiogeplant.

Bleibt noch die Fähigkeit Fracht zurückzubringen. Die ist in der Tat einzigartig und auch vorteilhaft. Aber auch hier gibt es den Bedarf nicht. Die ESA rechnete bei der Konzeption ihres CRV (ATV mit Rückkehrkapsel) mit 1.000 bis 1.500 kg Fracht, die zur Erde gebracht werden muss - nicht pro Flug sondern pro Jahr. Bei 2.500 kg pro Dragon würde also eine einzige pro Jahr ausreichen.

Das Grundproblem ist, dass die Dragon wahrscheinlich schon entworfen wurde um sie später als bemannten Transporter anzudienen. Anders ist die Kapselform und Landefähigkeit nicht zu erklären (eine Wiederverwendung scheint ja nicht geplant zu sein). Nur ist sie dafür wegen der Form und des bei einem Kegel sehr kleinen Innenvolumens (dreimal kleiner als bei einem gleich großen Zylinder) nicht geeignet. Aber wer weiß - vielleicht kann man ja im Dragonlab bald Blei in Gold umwandeln? Elon Musk wäre es zuzutrauen und dann stimmt auch die Dichte der Fracht wieder...

Montag 16.5.2011: Bemannte Raumfahrt - Mein Credo

Nun da, ich an den letzten Teilen des Skylabbuchs die Arbeit abgeschlossen habe,will ich mal wieder eine persönliche Meinung zur bemannten Raumfahrt äußern. Manche machen es sich ja einfach und ziehen abwechselnd die Schubladen "Befürworter" und "Gegner" der bemannten Raumfahrt. (Interessanterweise gibt es die Schubladen nicht bei der unbemannten Raumfahrt). Nun ist es aber so, dass die Welt nicht nur schwarz-weiß ist. Daher an dieser Stelle mein persönliches Credo.

Bei mir ist es so, dass ich mich für Teile der bemannten Raumfahrt interessiere und andere völlig sinnlos halte. Nicht das die für die ich mich interessiere sinnvoller sind, aber dazu später mehr.

Ich interessiere mich für die frühe amerikanische Raumfahrt bis einschließlich Skylab und ich denke ich kann das auch gut begründen. Dieser erste Teil zeichnet sich aus durch definierte Missionen mit bestimmten Zielen. Bei Mercury immer längere Aufenthalte bis zu einem Tag. Bei Gemini ebenfalls längerer Aufenthalt (Gemini 3,4,5,7) und immer anspruchsvolleren Kopplungen (Gemini 6,8,9-12). Bei Apollo zuerst Erproben der Hardware in der Erdumlaufbahn, dann stufenweise Annäherung an die Mondlandung und schließlich die Mondlandung und bei Skylab drei Forschungsmissionen mit den Schwerpunkten Medizin, Sonnenbeobachtung und allgemeine Forschung.

Natürlich haben auch die nachfolgenden Missionen definierte Ziele, aber sie gleichen sich doch sehr und sind zunehmend weniger unterscheidbar. Das gilt nicht nur für den Westen, sondern auch die meisten Sojusmissionen im Osten. Ich denke aber es gibt auch im Westen nach Skylab eine historische Zäsur, im Osten vielleicht mit der ersten Sojus Mission zur Saljut, Sojus 11. In beiden Weltraummächten war die bemannte Raumfahrt geprägt von dem kalten Krieg und einem Weltlauf im All. Es ging darum zuerst immer länger im Weltall zu verbleiben, dann weitere Rekorde aufzustellen wie Anzahl der Menschen im Weltraum, erster Weltraumausstieg, und schlussendlich Landung auf dem Mond.

Diesem musste sich alles unterordnen, auch die Wissenschaft. So gab es im Apolloprogramm kaum Experimente an Bord der Missionen, diese kamen erst auf, als die Mondlandung erreicht war, vor allem bei den J-Missionen, Apollo 15 bis 17. Die zweite Phase, die bis heute andauert ist die bei der die Forschung oder Anwendungen bei der bemannten Raumfahrt im Vordergrund standen. Die Sowjets begannen mit Raumstationen aus einer Not heraus - sie konnten die USA nicht beim Wettrennen zum Mond schlagen. Sie hatten nicht dazu die Mittel und so scheiterten alle Starts schon nach weniger als zwei Minuten. Die Lösung waren Raumstationen, welche erheblich weniger Mittel erforderten - die schon etablierten Sojus reichten für den Besatzungstransport aus und die Station selbst konnte mit einer Proton gestartet werden. In den USA gab es als einziges, in sich abgeschlossenes Apollo Nachfolgeprojekt die Raumstation Skylab, die nur dreimal besucht wurde. Danach wandten sich die vereinigten Staaten auch einem Anwendungsprogramm zu - einem bemannten Transportsystem, dem Space Shuttle.

Seitdem ähneln sich dei Missionen und es wurden immer mehr. Allerdings und as ist der zweite wichtige Punkt, machte der technische Fortschritt den Menschen im Weltraum im unwichtiger. Zwischen Skylab und dem Shuttle ist dies deutlich sichtbar. Skylab hatte drei wichtige Forschungsgebiete. Das erste war die medizinische Forschung am Menschen selbst, die zweite Erderkundung und die dritte Sonnenbeobachtung. Das letzte gibt e noch heute. Aber es ist ein Selbstzweck. Es geht primär darum zu erkunden wie man möglichst lange im Weltall belieben kann ohne krank zu werden oder abzubauen. Eigentlich sollte die Tatsache, dass man in der Schwerelosigkeit rapide an Kraft und Knochensubstanz verliert einem einen Hinweis geben, dass man vielleicht sich dort nicht aufhalten sollte, aber stattdessen erforscht man es, um dem Phänomen zu begegnen. Bei der Erderkundung zeigte sich schon der technische Fortschritt - die USA bauten gerade das Landsatsystem auf und im Vergleich schnitten dessen Multispektralaufnahmen besser ab als die von Skylab. Nur die Fotos waren noch besser, doch versprach ein neuer Detektor, das CCD die kontrastarmen Vidiconkameras abzulösen und dann wäre auch dieser Vorteil nicht gegeben. Bei der Sonnenforschung war der primäre Vorteil, dass Skylabs Astronauten zum richtigen Zeitpunkt auf den Auslöser drücken konnten - als auch in astronomischen Satelliten CCD einzogen war auch hier der Mensch überflüssig, denn nun wurden dauernd Aufnahmen gemacht und nur die übertragen die auch etwas zeigten.

Trotzdem sah die NASA eine optimistische Zukunft des Space Shuttles voraus. Immerhin hatte die kleine Sparte der Materialforschung eindrucksvolle Ergebnisse gebracht. Doch man konnte an sie nicht im Spacelab anknüpfen. Von einer Fertigung im Weltraum war gar nicht zu reden und auf der Erde suchte die Industrie eben nach Alternativlösungen - mochten im Weltall produzierte GaAs Einkristalle groß und rein sein - wenn sie nicht bezahlbar waren, so verbesserte man eben die Prozesse auf Siliziumbasis bis diese GaAs in Schaltgeschwindigkeit eingeholt hatten.

Das gilt übertragen auch auf die ISS. Sechs Personen forschen dort durchschnittlich 20 Stunden in der Woche. Viel? Äh alle sechs Personen zusammen ... Bei drei Labors in denen nach den Zeichnungen je zwei bis drei Personen arbeiten könnten wäre wohl genug Arbeit für 20 Astronauten bei dieser Auslastung. Dummerweise fehlt der Wohnraum und auch die Transportkapazität dafür. Noch dämlicher war es eigentlich nur Satelliten die seit Jahrzehnten unbemannt gestartet wurden mit einem bemannten Raumfahrzeug zu starten und dieses so auszulegen, dass es garantiert nicht ohne Besatzung landen konnte, obwohl es auch anders geht, wie die Russen mit Buran zeigten.

Um zum Schluss zu kommen: Ich finde bemannte Raumfahrt ist langweilig. Jede unbemannte Raumsonde oder jeder Satellit hat eine Aufgabenstellung, Experimente die interessant sind und er liefert oft auch noch neue Erkenntnisse. Dagegen tut man sich schwer eine bemannte Mission heute von der nächsten zu unterscheiden. Was uns die ISS an Erkenntnissen gebracht hat ist an mir vorbeigegangen. Das ist der Gewöhnungseffekt Er ist ja nicht auf die bemannte Raumfahrt beschränkt, sondern auch anwendbar auf Raumsonden/Satelliten die in Flotten gebaut wurden. Ich gebe gerne zu, dass ich nicht ohne Nachzuschlagen weis, was Lunar Orbiter 4 vom 5 unterscheidet oder OSO 7 neue Erkenntnisse gegenüber OSO 6 brachte. Nun ist es viel einfacher möglich eine neue Raumsonde zu konstruieren als für jede mögliche Mission ein neues bemanntes Raumschiff. Daher wird das immer gegeben sein. Und solange wird wohl für mich die bemannte Rumfahrt nach 1974 uninteressant bleiben.


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